Phát triển thành công da nhân tạo giá rẻ

Graphene là màng mỏng dày một nguyên tử, được tạo thành từ các nguyên tử carbon theo cấu trúc tổ ong. Ảnh: Extremetech

Theo Phys, graphene được coi là siêu vật liệu vì chỉ dày một nguyên tử nhưng lại cứng hơn thép, và có khả năng dẫn nhiệt và điện rất tốt. Tuy nhiên, việc áp dụng phổ biến graphene trong công nghiệp vẫn còn hạn chế do chi phí sản xuất cao. Vì vậy phương pháp chế tạo graphene với giá thành thấp có thể đưa một loạt các công nghệ mới tiếp cận thị trường, bao gồm cả da tổng hợp có khả năng cung cấp thông tin phản hồi cảm giác dành cho những người tàn tật sử dụng tay chân giả.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Glasgow đã tìm ra cách để sản xuất những tấm graphene lớn sử dụng loại đồng rẻ tiền được dùng để sản xuất pin lithium-ion dân dụng. Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Scientific Report ngày 18/11, nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Ravinder Dahiya cho biết họ có thể sản xuất graphene rẻ hơn 100 lần so với trước đây.

Graphene thường được sản xuất bằng phương pháp lắng đọng pha hơi hóa học (chemical vapor deposition). Phương pháp này chuyển hóa chất từ dạng hơi sang dạng màng mỏng và lắng đọng trên bề mặt của một lớp vật liệu nền.

Nhóm nghiên cứu của Dahiya đã sử dụng một quá trình tương tự để tạo ra graphene chất lượng cao trên bề mặt của lá đồng, loại thường được sử dụng như các điện cực tiêu cực trong pin lithium-ion. Các bề mặt siêu mịn của đồng cho thấy rất thích hợp để lắng đọng graphene. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng graphene sản xuất theo kỹ thuật mới này có thể cải thiện rõ rệt chất lượng trong hiệu suất điện và quang của bóng bán dẫn so với các vật liệu tương tự sản xuất từ ​​quá trình cũ.

"Các lá đồng sử dụng trong thí nghiệm của chúng tôi được bán lẻ với giá khoảng một USD mỗi mét vuông, so với khoảng 115 USD cho loại đồng hiện nay đang được sử dụng trong sản xuất graphene . Ngoài ra, loại đồng đang dùng còn cần phải được chuẩn bị kỹ lưỡng trước khi sử dụng, khiến cho chi phí tiếp tục tăng thêm nhiều lần", tiến sĩ Dahiya cho biết.

Kỹ thuật sản xuất chất lượng cao graphene với chi phí thấp sẽ giúp con người tiến gần hơn đến việc tạo ra các thiết bị điện tử sử dụng graphene với giá cả phải chăng, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

"Phần lớn các nghiên cứu của tôi tập trung vào lĩnh vực da nhân tạo. Graphene cung cấp một bề mặt dẫn điện tốt và có hình dáng linh hoạt, có thể giúp tái tạo cảm giác cho những người có chân tay giả, điều mà công nghệ vật liệu hiện nay không làm được", tiến sĩ Dahiya cho biết.

Thanh Tùng